A 3D-nyomtatás hazai kutatóközpontja
A Pécsi Tudományegyetem 3D Nyomtatási és Vizualizációs Központja a maga nemében egyedülálló intézmény az országban. A legmodernebb 3D-nyomtatási technikákat alkalmazza a különböző kutatás-fejlesztési és innovációs területeken, ugyanakkor, a PTE „vállalkozó egyetem” elképzelésével összhangban a fejlesztések gyakorlati megvalósításával és termékek piaci értékesítésével is foglalkozik. A PTE3D Központ az eddigi tapasztalatok alapján újrapozicionálja magát. A változásokról és a hamarosan elinduló új szervezetről először a Gyártástrendnek nyilatkoztak.
A kérdésnek különös hangsúlyt és időszerűséget ad, hogy az egyetem új kutatás-fejlesztési ernyőszervezet létrehozását határozta el, egyelőre még Biomedical Engineering Központ munkacím alatt. Ennek a tervek szerint karokat, tudományterületeket, egyes nagyprojekteket szakmailag és gazdaságilag is átfogó ernyőszervezetnek „magjaként” a központ továbbra is megmarad, és benne a fejlett technológiák zászlóvivőjeként, afféle közös nevezőként lesz jelen. Az újdonság, hogy mostantól sokkal jobban koncentrálhat azokra a területekre, ahol a jövőben igazán eredményes lehet, és nem utolsósorban ahol tevékenységével és összegyűlt szakértelmével minél inkább tudja támogatni vagy éppen „kovászként” belendíteni a PTE k+f+i-tevékenységét.
A PTE3D projekt létrehozásának alapötlete 2015-ben született meg. Az intézmény innovációs vezetője, Maróti Péter elmondta: „Dr. Bódis József, a Pécsi Tudományegyetem akkori rektora – jelenlegi oktatásért felelős államtitkár – már a kezdetektől célul tűzte ki egy multidiszciplináris kutatóközpont megvalósítását, amely a 3D-technika felhasználásával összevonná az egyetem különböző karain működő kutatócsoportokat.
A kutatóközpont gépparkja számos 3D-nyomtatási technikát alkalmaz. Az egyik a szálhúzásos FFF- (Fused Filament Fabrication, vagy más néven Fused Deposition Modeling, FDM) eljárás, amely hőre lágyuló polimerszálakból építi fel azokat a műanyag rétegeket, amelyek aztán a térformát kiadják. Ezekkel a kis méretű, alacsonyabb árkategóriás gépekkel olcsón, gyorsan, az egyéni igényeket kiszolgáló műanyag tárgyakat, alkatrészeket lehet előállítani. A PTE3D Központban emellett a szelektív lézerszinterezést (SLS) is alkalmazzák mint technológiát. Az előbbi két nyomtatási metodikát használják a kutatóközpontban például a felsővégtag-protézisek fejlesztésénél. Ezenkívül többféle fotopolimeres nyomtatási technikán (SLA) alapuló ipari méretű gépek is vannak. „Ezekkel folyékony műgyantát világítanak meg fénnyel és lézerrel, rétegről rétegre haladva. Rendkívül finom felbontású, akár 16 mikrométer pontosságú tárgyakat készíthetünk ezzel a módszerrel. Jól használható például szájsebészeti tervezősablonok vagy fogszabályozási eszközök gyártásánál” – folytatja Maróti Péter.
Dr. Maróti Péter azt mondja, az elmúlt időszak tapasztalatait elemezve hat új munkacsoportot hoznak létre, és a 3D-nyomtatást is főleg ezekkel kapcsolják össze. Például az Orvosi Anyagtechnológiai Kutatócsoport a 3D-nyomtatásban használt anyagokat, a polimerek és kompozitok jellemzőit, viselkedését vizsgálja. Egyedi fejlesztésű anyagokkal is kísérleteznek: például miként változtatja meg a termoplasztikus műanyagok szerkezetét és jellemzőit, ha kalciumkarbonát vagy karbon különböző koncentrátumait adják hozzá? De a különböző szilikonok vizsgálata is alapkutatásuk része, és ezeknek az alkalmazása már szorosan kapcsolódik az egészségügyi szimulációkkal foglalkozó munkacsoportjukhoz. Ennek a területnek amúgy is régi múltja van már a pécsi egyetemen, ahol az Általános Orvostudományi Karon belül 2015 óta működik a MediSkillsLab Szimulációs Oktatási Központ. Itt a 3D-nyomtatást például az ALS- (Advanced Life Support) babák kopóeszközeinek pótlására használják fel, ami a graduális és posztgraduális képzésekben is rendkívül hasznos. Saját fejlesztésű vérző műbőrön, illetve valósághű műgégén gyakorolhatják a gégemetszést az orvostanhallgatók. De előállítottak agykamramodelleket is, műcsontokat, sebvarrás gyakorlására alkalmas eszközöket. A 3D-nyomtatást alkalmazzák az úgynevezett magas hűségi szimulátorok karbantartásánál is. Ezek emberi testet utánzó modellek, amelyekhez komoly szoftveres háttérpark kapcsolódik: tökéletesen szimulálnak különböző életfunkciókat és azok zavarait is, sőt reagálnak az orvosi beavatkozásokra. A vénás injekció beadásától a szívritmuszavar ellátásáig sok minden gyakorolható az emberszerű szimulátorokon.
Az egészségügyi szoftverek fejlesztésével, valamint a bionyomtatással is külön munkacsoportok foglalkoznak. Ez utóbbi talán az egyik leginnovatívabb orvostechnológiai terület, amely a sci-fi-rajongók fantáziáját is megmozgatja. Például különféle organoidokat hoznak létre, azaz élő sejtekből mesterséges módon élő szövetmintákat kreálnak. Az így készített élő szöveteken molekuláris szinten tanulmányozhatják a betegségek kiváltó okait, valamint a gyógyszerek hatásmechanizmusát. A pécsi kutatóközpontban például tüdőszövetet nyomtatnak, és a tüdő daganatos, gyulladásos és fibrotikus betegségeinek hátterét vizsgálják, és ezzel kapcsolatos gyógyszerkísérleteket végeznek.
A neurorehabilitációs munkacsoport viszont a 3D-nyomtatást elsősorban különböző protézisek elkészítéséhez használja. Maróti Péter hangsúlyozza: főleg saját fejlesztésű felső végtagok megalkotásával foglalkoznak. A magyar piacon fejlesztéseik egyedülállók: „Ezen a területen is mérnökök, informatikusok, orvosok dolgoznak együtt nálunk. A felsővégtag-protézis a testre helyezés után elektródákkal érzékeli az izomműködésből származó elektromos jeleket, így tudja a mozgásparancsot végrehajtani. A 3D-nyomtatással készült protézis sokkal pontosabban alakítható a kliens egyéni adottságaihoz és igényeihez, ráadásul a hagyományos művégtagoknál lényegesen gyorsabban és jóval költséghatékonyabban gyártható. Még csak a prototípus előállításánál tartunk, de már komoly befektetői csoporttal tárgyalunk a termékfejlesztésről. Ám még körülbelül másfél, két év kell ahhoz, hogy ebből a kliensek számára elérhető orvostechnikai termék legyen.”
Végül, de nem utolsósorban külön munkacsoporthoz tartozik majd az egészségügyi robotika, a távvezérléses diagnosztika és a műtéti intervenció is. Az orvosrobotika elképesztő fejlődését jelzi, hogy ma már nagy távolságból is lehet műtéteket végrehajtani távvezérléssel, internetes technikával.
